RU2492456C1 - Method of determining characteristics of pore volume and thermal conductivity of matrix of porous materials - Google Patents

Method of determining characteristics of pore volume and thermal conductivity of matrix of porous materials Download PDF

Info

Publication number
RU2492456C1
RU2492456C1 RU2012114703/28A RU2012114703A RU2492456C1 RU 2492456 C1 RU2492456 C1 RU 2492456C1 RU 2012114703/28 A RU2012114703/28 A RU 2012114703/28A RU 2012114703 A RU2012114703 A RU 2012114703A RU 2492456 C1 RU2492456 C1 RU 2492456C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermal conductivity
matrix
sample
pore space
fluids
Prior art date
Application number
RU2012114703/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Анатольевич Попов
Ирина Олеговна Баюк
Антон Владимирович ПАРШИН
Original Assignee
Шлюмберже Текнолоджи Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шлюмберже Текнолоджи Б.В. filed Critical Шлюмберже Текнолоджи Б.В.
Priority to RU2012114703/28A priority Critical patent/RU2492456C1/en
Priority to PCT/RU2013/000315 priority patent/WO2013154469A2/en
Priority to US14/394,238 priority patent/US9835537B2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2492456C1 publication Critical patent/RU2492456C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/088Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/082Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/18Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N2015/0833Pore surface area

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: for determining the characteristics of pore volume and thermal conductivity of matrix of samples of porous materials, the sample of porous material is alternately saturated with at least two fluids with different known thermal conductivity. As at least one saturating fluid a mixture of fluids from at least two fluids with different known thermal conductivity is used. After each saturation of the sample the thermal conductivity of the saturated sample of the porous material is measured, and the characteristics of pore volume and thermal conductivity of the matrix of the sample of porous material is determined taking into account the results of thermal conductivity measurements.
EFFECT: increased accuracy and stability of determining the characteristics of the pore volume and the thermal conductivity of the test samples.
14 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области изучения физических свойств пористых неоднородных материалов, а именно - определению характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы (пространства, заполненного только твердым веществом) данных материалов.The invention relates to the field of studying the physical properties of porous inhomogeneous materials, namely, to determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix (space filled only with solid substance) of these materials.

К пористым неоднородным материалам могут относиться, например, промышленные материалы, рыхлые и консолидированные образцы горных пород, минералы.Porous heterogeneous materials may include, for example, industrial materials, loose and consolidated rock samples, and minerals.

Уровень техникиState of the art

Известен способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы для образца пористого материала по измерениям теплопроводности образца, последовательно насыщенного тремя флюидами с отличающейся теплопроводностью (Popov et al. Interrelations between thermal conductivity and other physical properties of rocks: experimental data. Pure and Appl. Geophys., 160, 2003, p.p.1137-1161). Способ основан на определении пористости образца пористого материала, теплопроводности матрицы и формы пор и трещин, которые моделируются эллипсоидами вращения и характеризуются одним аспектным отношением. Пористость образца пористого материала, теплопроводность матрицы и аспектное отношение эллипсоидов, моделирующих поры и трещины, определяются путем решения системы трех нелинейных уравнений с тремя неизвестными с использованием измерений теплопроводности на образце пористого материала, последовательно насыщенного тремя флюидами с известной отличающейся теплопроводностью. Уравнениями в этой системе являются равенства значений теоретической и экспериментальной теплопроводности образцов порового материала, последовательно насыщенного тремя флюидами с известной отличающейся теплопроводностью. Теоретические значения теплопроводности определяются с помощью известного метода самосогласования теории эффективных сред, который позволяет выразить значение теплопроводности пористого материала в зависимости от теплопроводности матрицы, флюида, заполняющего поры и трещины, пористости и аспектного отношения эллипсоидов. Недостатки данного способа заключаются в следующем: (1) используется одно аспектное отношение для характеристики формы как пор, так и трещин, аспектное отношение которых в действительности отличается на несколько порядков, (2) способ требует последовательного насыщения образца пористого материала тремя различными флюидами, теплопроводность которых должна отвечать следующим трем условиям: а) она должна быть известна для каждого флюида, б) она должна иметь существенно различные значения, каждое из которых следует выбирать заранее в соответствии с определенными требованиями в соответствии с теплопроводностью, пористостью и характеристиками порового пространства изучаемых пористых неоднородных материалов, в) теплопроводность данных трех флюидов должна находиться в определенном диапазоне значений, который следует выбирать заранее в зависимости от теплопроводности, пористости и характеристик порового пространства изучаемых пористых неоднородных материалов. Выполнение последних трех условий представляет серьезную проблему из-за недостатка таких готовых флюидов в природе. Кроме того, недостатком данного известного способа является недостаточная точность определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы в связи с тем, что ограничиваются лишь измерениями теплопроводности флюидонасыщенного пористого неоднородного материала и при этом не используют результаты дополнительных измерений других физических свойств, которые могут включать, например, продольную или поперечную скорости упругих волн, электропроводность, гидравлическую и диэлектрическую проницаемость, плотность, объемную теплоемкость.A known method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of a matrix for a porous material sample by measuring the thermal conductivity of a sample successively saturated with three fluids with different thermal conductivity (Popov et al. Interrelations between thermal conductivity and other physical properties of rocks: experimental data. Pure and Appl. Geophys. , 160, 2003, pp1137-1161). The method is based on determining the porosity of a sample of a porous material, thermal conductivity of the matrix, and the shape of pores and cracks, which are modeled by rotation ellipsoids and are characterized by one aspect ratio. The porosity of a sample of a porous material, the thermal conductivity of the matrix, and the aspect ratio of ellipsoids modeling pores and cracks are determined by solving a system of three nonlinear equations with three unknowns using measurements of thermal conductivity on a sample of a porous material sequentially saturated with three fluids with known different thermal conductivity. Equations in this system are the equal values of the theoretical and experimental thermal conductivity of samples of pore material, sequentially saturated with three fluids with known different thermal conductivity. The theoretical values of thermal conductivity are determined using the well-known method of self-consistency of the theory of effective media, which allows us to express the value of the thermal conductivity of a porous material depending on the thermal conductivity of the matrix, fluid filling pores and cracks, porosity and aspect ratio of ellipsoids. The disadvantages of this method are as follows: (1) one aspect ratio is used to characterize the shape of both pores and cracks, the aspect ratio of which actually differs by several orders of magnitude, (2) the method requires sequential saturation of the porous material sample with three different fluids, whose thermal conductivity must meet the following three conditions: a) it must be known for each fluid, b) it must have substantially different values, each of which should be selected in advance according to According to certain requirements, in accordance with the thermal conductivity, porosity and pore space characteristics of the studied porous inhomogeneous materials, c) the thermal conductivity of these three fluids should be in a certain range of values, which should be selected in advance depending on the thermal conductivity, porosity and characteristics of the pore space of the studied porous inhomogeneous materials . The fulfillment of the last three conditions is a serious problem due to the lack of such prepared fluids in nature. In addition, the disadvantage of this known method is the lack of accuracy in determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix due to the fact that they are limited only to measurements of the thermal conductivity of fluid-saturated porous inhomogeneous material and do not use the results of additional measurements of other physical properties, which may include, for example, longitudinal or transverse velocity of elastic waves, electrical conductivity, hydraulic and dielectric constant, density, volume specific heats.

Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы (Popov et al. Physical properties of rocks from the upper part of the Yaxcopoil-1 drill hole, Chicxulub crater. Meteoritics & Planetary Science, 39, Nr 6, 2004, p.p.799-812), заключающийся в последовательном насыщении образца пористого материала по меньшей мере двумя флюидами с известной отличающейся теплопроводностью и определении пористости образца. После каждого насыщения образца пористого материала флюидом проводят измерение теплопроводности образца. По совокупности результатов измерений теплопроводности и пористости образца пористого материала по известному соотношению определяют характеристики порового пространства и теплопроводность матрицы образца пористого материала.The closest analogue of the claimed method is a method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix (Popov et al. Physical properties of rocks from the upper part of the Yaxcopoil-1 drill hole, Chicxulub crater. Meteoritics & Planetary Science, 39, Nr 6, 2004, pp799-812), which consists in sequentially saturating a sample of a porous material with at least two fluids with known different thermal conductivity and determining the porosity of the sample. After each saturation of the sample of the porous material with a fluid, the thermal conductivity of the sample is measured. From the totality of the results of measurements of the thermal conductivity and porosity of the sample of the porous material, the characteristics of the pore space and the thermal conductivity of the matrix of the sample of the porous material are determined by the known ratio.

Недостатками известного способа является следующее: (1) более двух неизвестных величин определяются лишь по двум измерениям теплопроводности, что приводит к возможности существования довольно широкой области различных решений для характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы; (2) пористость должна быть заранее известна; (3) способ требует последовательного насыщения образца пористого материала двумя различными флюидами, теплопроводность которых должна отвечать следующим двум условиям: а) она должна быть известна для каждого флюида, б) она должна иметь существенно различные значения в диапазоне, который следует выбирать заранее в соответствии с теплопроводностью, пористостью и характеристиками порового пространства изучаемых пористых неоднородных материалов. Выполнение последних двух условий представляет серьезную проблему из-за недостатка таких готовых флюидов в природе. Кроме того, недостатком данного известного способа является недостаточная точность определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы в связи с тем, что ограничиваются лишь измерениями теплопроводности флюидонасыщенного пористого неоднородного материала и при этом не используют результаты дополнительных измерений других физических свойств, которые могут включать, например, продольную или поперечную скорости упругих волн, электропроводность, гидравлическую и диэлектрическую проницаемость, плотность, объемную теплоемкость.The disadvantages of this method are the following: (1) more than two unknown values are determined only by two measurements of thermal conductivity, which leads to the possibility of the existence of a fairly wide range of different solutions for the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix; (2) porosity must be known in advance; (3) the method requires sequentially saturating the sample of the porous material with two different fluids, the thermal conductivity of which must meet the following two conditions: a) it must be known for each fluid, b) it must have significantly different values in a range that must be selected in advance in accordance with thermal conductivity, porosity and pore space characteristics of the studied porous inhomogeneous materials. The fulfillment of the last two conditions is a serious problem due to the lack of such prepared fluids in nature. In addition, the disadvantage of this known method is the lack of accuracy in determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix due to the fact that they are limited only to measurements of the thermal conductivity of fluid-saturated porous inhomogeneous material and do not use the results of additional measurements of other physical properties, which may include, for example, longitudinal or transverse velocity of elastic waves, electrical conductivity, hydraulic and dielectric constant, density, volume specific heats.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого изобретения, заключается в повышении устойчивости определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы за счет использования в качестве дополнительных насыщающих веществ смесей двух или более флюидов с различной теплопроводностью. Это приводит к возможности насыщения изучаемых пористых неоднородных материалов флюидами с задаваемой заранее теплопроводностью и увеличению количества экспериментальных значений физических свойств (теплопроводности и других свойств, включающих, например, скорости упругих волн, электропроводность, гидравлическую и диэлектрическую проницаемость, плотность, объемную теплоемкость), которые используются для определения неизвестных параметров - характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы. Теплопроводность приготавливаемых таким образом смесей может быть определена (путем измерений или расчетным путем) и известна для каждой смеси. Кроме того, теплопроводность таких смесей может иметь существенно различные значения, каждое из которых может выбираться заранее в соответствии с определенными требованиями в соответствии с теплопроводностью, пористостью и характеристиками порового пространства изучаемых пористых неоднородных материалов. Помимо этого, может быть выполнено условие, в соответствии с которым теплопроводность данных смесей флюидов находится в определенном диапазоне значений, который может выбираться заранее в зависимости от теплопроводности, пористости и характеристик порового пространства изучаемых пористых неоднородных материалов. Возможность увеличения числа насыщающих веществ за счет использования смесей двух или более флюидов с различной, в том числе задаваемой заранее, теплопроводностью также позволяет не требовать, чтобы пористость пористого материала была заранее известна, а включить ее в число определяемых величин наряду с характеристиками порового пространства и теплопроводностью матрицы.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to increase the stability of determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix due to the use of mixtures of two or more fluids with different thermal conductivity as additional saturating substances. This leads to the possibility of saturating the studied porous inhomogeneous materials with fluids with a predetermined thermal conductivity and an increase in the number of experimental values of physical properties (thermal conductivity and other properties, including, for example, elastic wave velocities, electrical conductivity, hydraulic and dielectric constant, density, volumetric heat capacity), which are used to determine unknown parameters - the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix. The thermal conductivity of the mixtures thus prepared can be determined (by measurement or calculation) and is known for each mixture. In addition, the thermal conductivity of such mixtures can have significantly different values, each of which can be pre-selected in accordance with certain requirements in accordance with the thermal conductivity, porosity and pore space characteristics of the studied porous inhomogeneous materials. In addition, the condition can be fulfilled, according to which the thermal conductivity of these fluid mixtures is in a certain range of values, which can be selected in advance depending on the thermal conductivity, porosity and characteristics of the pore space of the studied porous inhomogeneous materials. The possibility of increasing the number of saturating substances due to the use of mixtures of two or more fluids with different, including predetermined, thermal conductivity also allows us not to require that the porosity of the porous material be known in advance, but to include it among the determined quantities along with the characteristics of the pore space and thermal conductivity matrices.

Указанный технический результат достигается за счет того, что образец пористого материала поочередно насыщают по меньшей мере двумя флюидами с разной известной теплопроводностью, причем в качестве по меньшей мере одного насыщающего флюида используют смесь флюидов из по меньшей мере двух флюидов с разной известной теплопроводностью. После каждого насыщения образца измеряют теплопроводность насыщенного образца пористого материала и определяют характеристики порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала с учетом результатов измерений теплопроводности. Характеристики порового пространства включают в себя пористость и геометрические параметры порового пространства. В другом варианте осуществления изобретения пористость образцов пористых материалов может быть определена заранее.The specified technical result is achieved due to the fact that the sample of the porous material is alternately saturated with at least two fluids with different known thermal conductivity, and a mixture of fluids of at least two fluids with different known thermal conductivity is used as at least one saturating fluid. After each saturation of the sample, the thermal conductivity of the saturated sample of the porous material is measured and the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of the sample of the porous material are determined taking into account the results of measurements of thermal conductivity. Pore space characteristics include porosity and geometrical parameters of the pore space. In another embodiment, the porosity of the samples of porous materials can be determined in advance.

Теплопроводность смеси флюидов может быть определена предварительно по известным значениям теплопроводности каждого из смешиваемых флюидов и пропорции объемов или масс смешиваемых флюидов. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения теплопроводность смеси флюидов может быть определена путем измерения теплопроводности смеси после смешивания флюидов.The thermal conductivity of the fluid mixture can be determined previously from the known thermal conductivity of each of the mixed fluids and the proportion of volumes or masses of the mixed fluids. According to another embodiment of the invention, the thermal conductivity of the fluid mixture can be determined by measuring the thermal conductivity of the mixture after mixing the fluids.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения значение теплопроводности или диапазон теплопроводности смеси флюидов задают заранее.According to another embodiment of the invention, the thermal conductivity value or the thermal conductivity range of the fluid mixture is predetermined.

В качестве флюидов могут быть использованы нефть и вода.Oil and water may be used as fluids.

В качестве по меньшей мере одного из флюидов смеси может быть использован газ с известной теплопроводностью, например, воздух. При использовании по меньшей мере двух смесей флюидов, содержащих газ с известной теплопроводностью, разную теплопроводность смесей обеспечивают путем использования одного и того же газа с разной влажностью.As at least one of the fluids of the mixture can be used a gas with known thermal conductivity, for example, air. When using at least two fluid mixtures containing a gas with known thermal conductivity, different thermal conductivity of the mixtures is achieved by using the same gas with different humidity.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения предварительно определяют необходимые значения теплопроводности флюидов, число приготавливаемых смесей флюидов и значения теплопроводности приготавливаемых смесей флюидов.In accordance with one embodiment of the invention, the necessary values of the thermal conductivity of the fluids, the number of prepared fluid mixtures and the thermal conductivity of the prepared fluid mixtures are preliminarily determined.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения после каждого насыщения образца пористого материала измеряют по меньшей мере одно дополнительное физическое свойство образца, а результаты определения дополнительного физического свойства образца пористого материала используют вместе с результатами определения теплопроводности образца пористого материала для определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористых материалов.In accordance with another embodiment of the invention, after each saturation of the porous material sample, at least one additional physical property of the sample is measured, and the results of determining the additional physical property of the porous material sample are used together with the results of determining the thermal conductivity of the porous material sample to determine the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix sample of porous materials.

Дополнительно определяемым физическим свойством образца пористого материала может быть по меньшей мере одно свойство из следующей группы: скорости упругих волн, электропроводимость, проницаемость, плотность, объемная теплоемкость.Additionally, the physical property of the porous material sample can be determined by at least one property from the following group: elastic wave velocities, electrical conductivity, permeability, density, bulk heat capacity.

Теплопроводность насыщенного образца может быть определена методом оптического сканирования.The thermal conductivity of a saturated sample can be determined by optical scanning.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение поясняется чертежами, приведенными на фиг.1 и фиг.2. На фиг.1 показано распределение объема пустот по аспектным отношениям, построенное по найденным параметрам Бэта-распределения (α=3.0, β=1.1), в случае, когда пористость образца была неизвестна и являлась искомым параметром наряду с параметрами Бэта-распределения и матричной теплопроводностью. На фиг.2 показано распределение объема пустот по аспектным отношеиям, построенное по найденным параметрам Бэта-распределения (α=7.1, β=1.8), в случае, когда пористость образца была заранее известна.The invention is illustrated by the drawings shown in figure 1 and figure 2. Figure 1 shows the distribution of the void volume by aspect ratios, constructed from the found Beta distribution parameters (α = 3.0, β = 1.1), in the case when the porosity of the sample was unknown and was the desired parameter along with the Beta distribution parameters and matrix thermal conductivity . Figure 2 shows the distribution of void volume by aspect ratio, constructed from the found Beta distribution parameters (α = 7.1, β = 1.8), in the case when the porosity of the sample was previously known.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В соответствии с предлагаемым способом дополнительно к насыщению образца пористого материала одним или несколькими флюидами с известной теплопроводностью и проведенным вслед за этим измерениям теплопроводности насыщенного образца пористого материала образец насыщают по меньшей мере одной смесью, состоящей из двух или более флюидов с различной известной теплопроводностью. Каждый раз после насыщения образца пористого материала измеряют его теплопроводность. Измеренные значения теплопроводности образца пористого материала, насыщенного одной или несколькими смесями двух или более флюидов, используют для определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала. Характеристики порового пространства включают в себя пористость и геометрические параметры порового пространства (например, аспектное отношение эллипсоидов, моделирующих пустоты, параметры функции распределения аспектного отношения пор и трещин или любых других величин, характеризующих форму пор и трещин, по их объему, ориентации или размеру).In accordance with the proposed method, in addition to saturating a porous material sample with one or more fluids with known thermal conductivity and subsequent measurements of the thermal conductivity of a saturated porous material sample, the sample is saturated with at least one mixture consisting of two or more fluids with different known thermal conductivities. Each time after saturation of a sample of a porous material, its thermal conductivity is measured. The measured values of the thermal conductivity of a sample of a porous material saturated with one or more mixtures of two or more fluids are used to determine the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of the sample of porous material. The characteristics of the pore space include the porosity and geometric parameters of the pore space (for example, the aspect ratio of ellipsoids modeling voids, the parameters of the distribution function of the aspect ratio of pores and cracks, or any other quantities characterizing the shape of pores and cracks, by their volume, orientation, or size).

Пористость, геометрические параметры порового пространства и теплопроводность матрицы для образца пористого материала определяют таким образом, чтобы расхождение экспериментальных значений теплопроводности, полученных при каждом насыщении образца пористого материала, и теоретических значений теплопроводности образца пористого материала не превышало заданного значения. Теоретическое значение теплопроводности образца пористого материала в зависимости от пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы определяют с помощью известного соотношения, связывающего значение теплопроводности образца пористого материала со значениями пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы. Например, для этой цели могут быть использованы известные соотношения методов теории эффективных сред, показанные ниже.The porosity, geometrical parameters of the pore space and the thermal conductivity of the matrix for a sample of a porous material are determined so that the discrepancy between the experimental values of the thermal conductivity obtained at each saturation of the sample of the porous material and the theoretical values of the thermal conductivity of the sample of the porous material does not exceed a specified value. The theoretical value of the thermal conductivity of a sample of a porous material depending on the porosity, geometric parameters of the pore space and the thermal conductivity of the matrix is determined using the well-known relation connecting the value of the thermal conductivity of the sample of the porous material with the values of porosity, geometric parameters of the pore space and thermal conductivity of the matrix. For example, for this purpose, the known relations of the methods of the theory of effective media, shown below, can be used.

Пусть измерения теплопроводности проводятся в некотором направлении, задаваемым в главной системе координат вектором n=(n1, n2, n3). Главная система координат определяется элементами симметрии образца пористого материала и в ней эффективный тензор теплопроводности имеет диагональный вид. Тогда в этом направлении значение теплопроводности определяется по известной формуле:Let the thermal conductivity measurements be carried out in a certain direction specified by the vector n = (n 1 , n 2 , n 3 ) in the main coordinate system. The main coordinate system is determined by the symmetry elements of the porous material sample and in it the effective thermal conductivity tensor has a diagonal shape. Then, in this direction, the value of thermal conductivity is determined by the well-known formula:

λ * ( n ) = λ i j * n i n j = λ 11 * n 1 2 + λ 22 * n 2 2 + λ 33 * n 3 2 , ( 1 )

Figure 00000001
λ * ( n ) = λ i j * n i n j = λ eleven * n one 2 + λ 22 * n 2 2 + λ 33 * n 3 2 , ( one )
Figure 00000001

где λ* - эффективный тензор теплопроводности в главной системе координат, связанный с пористостью ϕ, геометрическими параметрами порового пространства, определяемыми тензором g, и тензором теплопроводности матрицы λM следующим образом (Popov et al., Interrelations between thermal conductivity and other physical properties of rocks: experimental data. Pure Appl. Geophys., 160, 2003, pp.1137-1161):where λ * is the effective thermal conductivity tensor in the main coordinate system associated with the porosity ϕ, the geometric parameters of the pore space determined by the tensor g, and the thermal conductivity tensor of the matrix λ M as follows (Popov et al., Interrelations between thermal conductivity and other physical properties of rocks : experimental data. Pure Appl. Geophys., 160, 2003, pp. 1137-1161):

λ * = [ ( 1 φ ) λ M ( r ) [ I g M ( λ M ( r ) λ c ) ] 1 + φ λ F ( r ) [ I g F ( λ f ( r ) λ c ) ] 1 ] × [ ( 1 φ ) [ I g M ( λ M ( r ) λ c ) ] 1 1 + φ [ I g F ( λ F ( r ) λ c ) ] 1 ] 1 . ( 2 )

Figure 00000002
λ * = [ ( one - φ ) λ M ( r ) [ I - g M ( λ M ( r ) - λ c ) ] - one + φ λ F ( r ) [ I - g F ( λ f ( r ) - λ c ) ] - one ] × [ ( one - φ ) [ I - g M ( λ M ( r ) - λ c ) ] - one - one + φ [ I - g F ( λ F ( r ) - λ c ) ] - one ] - one . ( 2 )
Figure 00000002

В формуле (2) угловые скобки означают объемное усреднение, которое в случае статистически однородной среды может быть заменено статистическим усреднением по ансамблю. λ F ( r )

Figure 00000003
тензор теплопроводности флюида в точке r образца пористо-трещиноватого материала; I - единичная матрица. Компоненты тензора g имеют видIn formula (2), angle brackets mean volume averaging, which in the case of a statistically homogeneous medium can be replaced by statistical averaging over the ensemble. λ F ( r )
Figure 00000003
fluid thermal conductivity tensor at point r of the sample of porous-fractured material; I is the identity matrix. The components of the tensor g have the form

g k l = 1 4 π n k l Λ 1 d Ω , ( 3 )

Figure 00000004
g k l = - one four π n k l Λ - one d Ω , ( 3 )
Figure 00000004

где nkl≡nknl,

Figure 00000005
,
Figure 00000006
,
Figure 00000007
, dΩ≡sinθdθdφ, и ai - полуоси эллипсоидов, моделирующих зерна минерального вещества (индекс M), поры и трещины (индекс F); Λ X i j c n i n j
Figure 00000008
, θ и φ - полярный и азимутальный угол в сферической системе координат. λc - тензор теплопроводности тела сравнения. Различный выбор тела сравнения приводит к различным формулам методов теории эффективных сред, включая метод самосогласования, предполагающем λc* (Popov et al. Interrelations between thermal conductivity and other physical properties of rocks: experimental data. Pure Appl. Geophys., 160, 2003, pp.1137-1161), метод Хашина-Штрикмана (Bayuk I., Gay J, Hooper J, and Chesnokov E. Upper and lower stiffness bounds for porous anisotropic rocks, Geophysics Journal International, 175, 2008, pp.1309-1320), в котором свойства тела сравнения полагают равными свойствам минерального вещества или флюида в зависимости от внутренней структуры породы. Выбор тела сравнения в виде λc=(1-f)λM+fλF, где f - некоторая константа, позволяет учесть степень связности порово-трещиноватого пространства (Bayuk I. and Chesnokov E. Identification of the fluid type in a reservoir rock, Journal of the Solid Earth, 35, Nr. 11, 1999, pp.917-923).where n kl ≡n k n l ,
Figure 00000005
,
Figure 00000006
,
Figure 00000007
, dΩ≡sinθdθdφ, and a i are the semiaxes of ellipsoids simulating mineral grains (index M), pores and cracks (index F); Λ X i j c n i n j
Figure 00000008
, θ and φ are the polar and azimuthal angles in the spherical coordinate system. λ c is the thermal conductivity tensor of the reference body. A different choice of the comparison body leads to different formulas of the methods of the theory of effective media, including the self-consistency method assuming λ c = λ * (Popov et al. Interrelations between thermal conductivity and other physical properties of rocks: experimental data. Pure Appl. Geophys., 160, 2003, pp. 1137-1161), Hashin-Shtrikman method (Bayuk I., Gay J, Hooper J, and Chesnokov E. Upper and lower stiffness bounds for porous anisotropic rocks, Geophysics Journal International, 175, 2008, pp. 1309- 1320), in which the properties of the comparison body are assumed to be equal to the properties of the mineral substance or fluid, depending on the internal structure of the rock. The choice of the comparison body in the form λ c = (1-f) λ M + fλ F , where f is a constant, allows us to take into account the degree of connectivity of the pore-fractured space (Bayuk I. and Chesnokov E. Identification of the fluid type in a reservoir rock Journal of the Solid Earth, 35, Nr. 11, 1999, pp. 917-923).

Определение пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы для образца пористого материала по результатам измерений теплопроводности флюидонасыщенного образца пористого материала можно обеспечить, например, путем минимизации функции, характеризующей степень отклонения теоретического значения теплопроводности от экспериментального значения теплопроводности, полученного для образца пористого материала при каждом его насыщении. Этой функцией может быть, например, сумма квадратов отклонений или сумма модулей отклонений теоретических и экспериментальных значений теплопроводности, при этом суммирование проводится по числу измерений теплопроводности образца насыщенного пористого материала. Другим примером поиска решения для пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы для образца пористого материала является накопление всех значений пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы, которые обеспечивают расхождение теоретических и экспериментальных значений теплопроводности, полученных для образца пористого материала при каждом его насыщении, не превышающее некоторое заданное значение, и последующее вычисление статистических характеристик для накопленных значений пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала.The determination of porosity, geometric parameters of the pore space and thermal conductivity of the matrix for a sample of a porous material from the results of measurements of the thermal conductivity of a fluid-saturated sample of a porous material can be achieved, for example, by minimizing the function characterizing the degree of deviation of the theoretical value of thermal conductivity from the experimental value of thermal conductivity obtained for a sample of porous material for each saturation. This function can be, for example, the sum of the squares of the deviations or the sum of the modules of the deviations of the theoretical and experimental values of thermal conductivity, while the summation is carried out according to the number of measurements of thermal conductivity of the sample of saturated porous material. Another example of finding a solution for porosity, geometric parameters of the pore space and thermal conductivity of a matrix for a sample of a porous material is the accumulation of all values of porosity, geometric parameters of pore space and thermal conductivity of the matrix, which provide a discrepancy between theoretical and experimental values of thermal conductivity obtained for a sample of a porous material at each saturation not exceeding a certain set value, and the subsequent calculation of statistical characteristics ISTIC for accumulated porosity values of geometrical parameters of pore space and the thermal conductivity of the porous material of the sample matrix.

При одном из вариантов осуществления изобретения теплопроводность смеси двух или более флюидов определяют по известным значениям теплопроводности каждого из двух или более смешиваемых флюидов и пропорции объемов или масс смешиваемых флюидов. Такое определение теплопроводности смеси N флюидов может быть осуществлено, например, при помощи так называемой теоретической модели среднего. Эта модель имеет вид (U.S. Patent №5159569. Formation evaluation n-om thermal properties. H. Xu and R. Desbrandes, 1992):In one embodiment, the thermal conductivity of a mixture of two or more fluids is determined by the known thermal conductivity of each of two or more mixed fluids and the proportion of volumes or masses of mixed fluids. Such a determination of the thermal conductivity of a mixture of N fluids can be carried out, for example, using the so-called theoretical average model. This model has the form (U.S. Patent No. 5159569. Formation evaluation n-om thermal properties. H. Xu and R. Desbrandes, 1992):

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

где λсмеси - теплопроводность смеси N флюидов, N - число смешиваемых флюидов, Sфлюидаi - относительное объемное содержание i-го флюида в смеси флюидов, λфлюидаi - теплопроводность i-го флюида.where λ of the mixture is the thermal conductivity of the mixture of N fluids, N is the number of mixed fluids, S fluid i is the relative volumetric content of the i-th fluid in the fluid mixture, λ fluid i is the thermal conductivity of the i-fluid.

Для того, чтобы сделать менее затруднительным приготовление смесей из двух или более флюидов с определенной, фиксированной теплопроводностью смеси, приготавливают смеси из по меньшей мере двух флюидов, а затем после приготовления каждой такой смеси экспериментально определяют значение ее теплопроводности. Определение теплопроводности приготовленной смеси можно осуществить любым из стандартных методов, предназначенных для измерений теплопроводности флюидов, например, при помощи прибора «Анализатор теплопроводности DTC-25», выпускаемого компанией Intertech Corporation (США).In order to make it less difficult to prepare mixtures of two or more fluids with a certain fixed thermal conductivity of the mixture, prepare mixtures of at least two fluids, and then after preparing each such mixture, the value of its thermal conductivity is determined experimentally. The thermal conductivity of the prepared mixture can be determined using any of the standard methods for measuring the thermal conductivity of fluids, for example, using the DTC-25 Thermal Conductivity Analyzer instrument manufactured by Intertech Corporation (USA).

Возможен вариант реализации изобретения, когда дополнительно для каждой из приготавливаемых смесей двух или более флюидов заранее задают необходимые значения теплопроводности или диапазон теплопроводности приготавливаемых смесей. Значение теплопроводности или диапазон теплопроводности каждой смеси задают, исходя из необходимой разницы теплопроводностей одного или нескольких насыщающих флюидов и разных смесей. Необходимую разницу теплопроводностей насыщающих флюида и смесей выбирают так, чтобы обеспечивались устойчивое решение задачи по определению пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы для образца пористого материала по результатам измерений теплопроводности флюидонасыщенного образца пористого материала и необходимая точность определения пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала.An embodiment of the invention is possible when, in addition to each of the prepared mixtures of two or more fluids, the necessary thermal conductivity values or the thermal conductivity range of the prepared mixtures are predefined. The value of thermal conductivity or the thermal conductivity range of each mixture is set based on the necessary difference in thermal conductivity of one or more saturating fluids and different mixtures. The necessary difference in the thermal conductivities of the saturating fluid and mixtures is chosen so as to provide a stable solution to the problem of determining the porosity, geometric parameters of the pore space and thermal conductivity of the matrix for the sample of the porous material from the results of measurements of the thermal conductivity of the fluid-saturated sample of the porous material and the necessary accuracy in determining the porosity, geometric parameters of the pore space and thermal conductivity matrix samples of porous material.

Изобретение может быть реализовано таким образом, что в качестве по меньшей мере одного из флюидов при приготовлении смеси флюидов используют газ или разные газы. В качестве газа может быть использован воздух.The invention can be implemented in such a way that gas or different gases are used as at least one of the fluids in the preparation of the fluid mixture. Air can be used as gas.

В последнем случае реализация изобретения возможна таким образом, что вариации теплопроводности приготовляемой смеси исходных флюидов и газа с известной теплопроводностью и получение необходимого значения теплопроводности данной смеси обеспечивают путем изменения влажности исходного газа, дополнительно насыщая газ одним или несколькими флюидами.In the latter case, the implementation of the invention is possible in such a way that variations in the thermal conductivity of the prepared mixture of source fluids and gas with known thermal conductivity and the required value of the thermal conductivity of this mixture are obtained by changing the humidity of the source gas, additionally saturating the gas with one or more fluids.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения заранее, с учетом теплопроводности одного или нескольких насыщающих флюидов, определяют необходимые значения теплопроводности двух или нескольких исходных смешиваемых флюидов, число приготавливаемых смесей исходных флюидов и необходимые значения теплопроводности приготавливаемых смесей исходных флюидов, исходя из устойчивости решения обратной задачи по определению характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала и точности измерений теплопроводности флюидов, смесей флюидов и образца пористого материала после каждого его насыщения. Необходимые значения теплопроводности двух исходных флюидов, числа приготавливаемых смесей исходных флюидов и необходимых значений теплопроводности приготавливаемых смесей исходных флюидов можно определять, например, потребовав одновременное выполнение следующих трех условий. Первым условием является то, что теплопроводность смесей выбранных флюидов должна различаться на величину, превышающую точность измерения теплопроводности в методе, используемом для измерения теплопроводности смесей двух выбранных флюидов. Например, при использовании метода линейного источника, обеспечивающего измерения теплопроводности флюидов с погрешностью 10%, теплопроводность смесей выбранных флюидов должна различаться более, чем на 10%. Вторым условием является то, что значения теплопроводности образца пористого материала при каждом его насыщении, рассчитанные теоретическим методом, который используется для определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала, должны отличаться на величину, превышающую точность измерения теплопроводности в методе, используемом для измерения теплопроводности образца насыщенного пористого материала. Например, теоретические значения теплопроводности, рассчитанные для образца пористого материала, насыщенного различными смесями двух выбранных флюидов, должны отличаться более чем на 3%, если для измерения теплопроводности образца пористого материала используется метод оптического сканирования (точность измерений методом оптического сканирования составляет 2-3%). Третьим условием является то, что два или более флюидов, используемых для приготовления насыщающих смесей, выбирают таким образом, чтобы значения их теплопроводности обеспечивали существование, по крайней мере, одной смеси двух или более флюидов, удовлетворяющей первому и второму условиям.In accordance with one embodiment of the invention, in advance, taking into account the thermal conductivity of one or more saturating fluids, the necessary thermal conductivity values of two or more initial mixed fluids, the number of prepared initial fluid mixtures and the necessary thermal conductivity of prepared initial fluid mixtures are determined based on the stability of solving the inverse problem to determine the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of the sample of porous material and accuracy Measurements of thermal conductivity fluids, mixtures of fluids and the porous material of the sample after each saturation. The necessary values of the thermal conductivity of the two source fluids, the number of prepared mixtures of the source fluids and the necessary values of the thermal conductivity of the prepared mixtures of the source fluids can be determined, for example, by requiring the simultaneous fulfillment of the following three conditions. The first condition is that the thermal conductivity of the mixtures of the selected fluids should differ by an amount exceeding the accuracy of measuring thermal conductivity in the method used to measure the thermal conductivity of the mixtures of two selected fluids. For example, when using the linear source method, which provides measurements of the thermal conductivity of fluids with an error of 10%, the thermal conductivity of mixtures of selected fluids should differ by more than 10%. The second condition is that the values of the thermal conductivity of the sample of the porous material at each saturation calculated by the theoretical method used to determine the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of the sample of the porous material must differ by an amount exceeding the accuracy of measuring thermal conductivity in the method used to measure thermal conductivity sample of saturated porous material. For example, the theoretical values of thermal conductivity calculated for a sample of a porous material saturated with various mixtures of two selected fluids should differ by more than 3% if the optical scanning method is used to measure the thermal conductivity of a sample of porous material (the accuracy of measurements by optical scanning is 2-3%) . The third condition is that two or more fluids used to prepare the saturating mixtures are selected so that their thermal conductivity ensures that at least one mixture of two or more fluids satisfies the first and second conditions.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения дополнительно определяют пористость образца пористого материала. Пористость определяют до или после проведения измерений теплопроводности образца пористого материала, последовательно насыщенного одним или несколькими флюидами и не менее чем одной выбранной смесью флюидов с известной теплопроводностью. Измеренные значения теплопроводности для образца пористого материала при каждом его насыщении и известное значение пористости образца пористого материала используют для определения геометрических характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала, используя известные соотношения, связывающие измеренное значение теплопроводности с известными значениями пористости, теплопроводности флюидов и одной или более смесей флюидов, искомыми геометрическими характеристиками порового пространства и теплопроводностью матрицы образца.In accordance with another embodiment of the invention, the porosity of the porous material sample is further determined. The porosity is determined before or after the thermal conductivity measurements of a sample of a porous material, sequentially saturated with one or more fluids and at least one selected mixture of fluids with known thermal conductivity. The measured values of thermal conductivity for a sample of a porous material at each saturation and the known value of porosity of a sample of porous material are used to determine the geometric characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of a sample of porous material, using well-known relationships that relate the measured value of thermal conductivity to known values of porosity, thermal conductivity of fluids and one or more fluid mixtures with the desired geometric characteristics of the pore space conductivity sample matrix.

Способ может дополнительно предусматривать измерение одного или нескольких дополнительных физических свойств образца пористого материала после каждого насыщения образца пористого материала флюидом или смесью флюидов с известной теплопроводностью. Такими физическими свойствами могут быть, например, скорости упругих волн, электропроводность, диэлектрическая или гидравлическая проницаемость, плотность, объемная теплоемкость. После этого результаты определения одного или нескольких дополнительных физических свойств образца пористого материала используют вместе с результатами определения теплопроводности для определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала. Для этой цели помимо соотношений (1)-(3), связывающих измеренную теплопроводность и геометрические параметры порового пространства, пористость и теплопроводность матрицы, используют аналогичные соотношения теории эффективных сред, позволяющие связать измеренное физическое свойство с геометрическими параметрами порового пространства, пористостью и соответствующими физическими свойствами матрицы. При этом формулы для любого эффективного транспортного свойства (электропроводности, диэлектрической и гидравлической проницаемости) имеют вид, аналогичный формулам (1)-(3) для эффективной теплопроводности с заменой тензора теплопроводности на тензор электропроводности, диэлектрической или гидравлической проницаемости.The method may further include measuring one or more additional physical properties of the porous material sample after each saturation of the porous material sample with a fluid or a mixture of fluids with known thermal conductivity. Such physical properties can be, for example, elastic wave velocities, electrical conductivity, dielectric or hydraulic permeability, density, bulk heat capacity. After that, the results of determining one or more additional physical properties of the sample of the porous material are used together with the results of determining the thermal conductivity to determine the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of the sample of the porous material. For this purpose, in addition to relations (1) - (3), relating the measured thermal conductivity and the geometric parameters of the pore space, the porosity and thermal conductivity of the matrix, similar relations of the theory of effective media are used, which allow us to connect the measured physical property with the geometric parameters of the pore space, porosity and the corresponding physical properties matrices. Moreover, the formulas for any effective transport property (electrical conductivity, dielectric and hydraulic permeability) have the form similar to formulas (1) - (3) for effective thermal conductivity with the replacement of the thermal conductivity tensor by the electrical conductivity tensor, dielectric or hydraulic permeability.

Если измеряются скорости упругих волн, то формулы, связывающие измеренные скорости упругих волн с характеристиками порового пространства и теплопроводностью матрицы, имеют следующий вид. Если измерения скоростей упругих волн проводятся в некотором направлении, задаваемом в главной системе координат вектором n=(n1, n2, n3), то в этом направлении значения скоростей упругих волн определяются через плотность и эффективный тензор упругости по известному уравнению Грина-Кристоффеля:If the velocities of elastic waves are measured, then the formulas connecting the measured velocities of elastic waves with the characteristics of the pore space and the thermal conductivity of the matrix have the following form. If the velocity measurements of elastic waves are carried out in a direction specified in the main coordinate system by the vector n = (n 1 , n 2 , n 3 ), then in this direction the values of the velocities of elastic waves are determined through the density and effective tensor of elasticity according to the well-known Green-Christoffel equation :

det ( Г i k e ( υ ( n ) ) 2 δ i k ) = 0, ( 4 )

Figure 00000010
det ( G i k - e ( υ ( n ) ) 2 δ i k ) = 0 ( four )
Figure 00000010

гдеWhere

Г i k = C i j k l * n j n l . ( 5 )

Figure 00000011
G i k = C i j k l * n j n l . ( 5 )
Figure 00000011

В формулах (4) и (5) ν(n) - скорость продольной или поперечной волны в направлении n, ρ - плотность, δik - символ Кронеккера, C i j k l *

Figure 00000012
- компоненты эффективного тензора упругости. Эффективный тензор упругости определяется по формуле, аналогичной формуле (2), с заменой тензоров теплопроводности на тензоры упругости, единичного тензора второго ранга на единичный тензор четвертого ранга, тензора g второго ранга на тензор g четвертого ранга, который имеет видIn formulas (4) and (5), ν (n) is the velocity of a longitudinal or transverse wave in the n direction, ρ is the density, δ ik is the Kronecker symbol, C i j k l *
Figure 00000012
- components of the effective tensor of elasticity. The effective elasticity tensor is determined by a formula similar to formula (2), with the replacement of the thermal conductivity tensors by the elastic tensors, the unit tensor of the second rank by the unit tensor of the fourth rank, the tensor g of the second rank by the tensor g of the fourth rank, which has the form

Figure 00000013
Figure 00000014
,
Figure 00000013
Figure 00000014
,

Figure 00000015
Figure 00000015

Λ k l C k m ln * n m n

Figure 00000016
, nmn≡nmnn,
Figure 00000017
,
Figure 00000018
,
Figure 00000019
. Λ k l C k m ln * n m n
Figure 00000016
, n mn ≡n m n n ,
Figure 00000017
,
Figure 00000018
,
Figure 00000019
.

Если измеряются объемная теплоемкость или пористость вдоль образца порово-трещиноватого материала, то соотношения между их измеренными значениями и соответствующими значениями матрицы, насыщающего флюида и пористости имеют видIf volumetric heat capacity or porosity is measured along a sample of pore-fractured material, then the relations between their measured values and the corresponding values of the matrix, saturating fluid and porosity are

( c ρ ) ( n ) = ( c ρ ) * = ( 1 φ ) ( c ρ ) M + φ ( c ρ ) F , ( 7 )

Figure 00000020
( c ρ ) ( n ) = ( c ρ ) * = ( one - φ ) ( c ρ ) M + φ ( c ρ ) F , ( 7 )
Figure 00000020

ρ ( n ) = ρ * = ( 1 φ ) ρ M + φ ρ F . ( 8 )

Figure 00000021
ρ ( n ) = ρ * = ( one - φ ) ρ M + φ ρ F . ( 8 )
Figure 00000021

Объемная теплоемкость и пористость не зависят от геометрических параметров порового пространства.Volumetric heat capacity and porosity are independent of the geometric parameters of the pore space.

Определение пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводность матрицы для образца пористого материала можно обеспечить, например, путем минимизации функции, характеризующей степень отклонения теоретического значения теплопроводности и других измеренных физических свойств от экспериментального значения теплопроводности и других измеренных физических величин, полученных для образца при каждом его насыщении. Этой функцией может быть, например, сумма квадратов относительных отклонений или сумма модулей относительных отклонений теоретических и экспериментальных значений теплопроводности и других физических величин. При этом суммирование проводится по числу измерений физических свойств. Другим примером поиска решения для пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы для образца пористого материала является накопление всех значений пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы, которые обеспечивают расхождение теоретических и экспериментальных значений теплопроводности и других физических величин, полученных для образца при каждом его насыщении, не превышающее некоторое заданное значение, и последующее вычисление статистических характеристик для накопленных значений пористости, геометрических параметров порового пространства и теплопроводности матрицы.The determination of porosity, geometrical parameters of the pore space and the thermal conductivity of the matrix for a sample of a porous material can be achieved, for example, by minimizing the function characterizing the degree of deviation of the theoretical value of thermal conductivity and other measured physical properties from the experimental value of thermal conductivity and other measured physical quantities obtained for the sample at each saturation. This function can be, for example, the sum of the squares of the relative deviations or the sum of the modules of the relative deviations of the theoretical and experimental values of thermal conductivity and other physical quantities. Moreover, the summation is carried out according to the number of measurements of physical properties. Another example of finding a solution for the porosity, geometric parameters of the pore space and thermal conductivity of the matrix for a sample of a porous material is the accumulation of all values of porosity, geometric parameters of the pore space and thermal conductivity of the matrix, which provide a discrepancy between the theoretical and experimental values of thermal conductivity and other physical quantities obtained for the sample for each its saturation, not exceeding a certain set value, and the subsequent calculation of statistical Characteristics for the accumulated values of the porosity, the pore space of geometrical parameters and the thermal conductivity of the matrix.

В качестве примера реализации изобретения в соответствии рассмотрим случай, когда определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы должны быть выполнены на образце карбонатного коллектора диаметром 5 см и длиной 5 см. В качестве насыщающих флюидов выбраны вода и нефть, теплопроводность которых 0.6 и 0.12 Вт/(м·К). Было приготовлено пять смесей этих флюидов в пропорции «вода/нефть», имеющей значения 0.9/0.1 (смесь 1), 0.6/0.4 (смесь 2), 0.4/0.6 (смесь 3), 0.2/0.8 (смесь 4) и 0.0/1.0 (смесь 5). Теплопроводность смесей двух флюидов измеряется методом линейного источника и по результатам измерений равняется 0.50, 0.30, 0.22, 0.15 и 0.12 Вт/(м·К) для смесей 1-5, соответственно. Отличие значений теплопроводности смесей больше 15%, что превышает точность метода линейного источника (10%). Образец последовательно насыщается под вакуумом каждой из этих смесей. Вакуумная установка используется с целью полного насыщения водой связанных трещин и пор. После каждого насыщения измеряется теплопроводность флюидонасыщенного образца методом оптического сканирования. После каждого измерения теплопроводности образец экстрагируется (для удаления нефти) и высушивается до 105°C. Затем производится насыщение следующей смесью. Измеренная теплопроводность образца, насыщенного смесями 1-5, равняется 2.19, 2.04, 1.93, 1.83 и 1.77 Вт/(м·К), соответственно. Отличие значений теплопроводности образца, насыщенного различными смесями, превышает точность метода линейного источника (2-3%). Полученные значения теплопроводности используют для определения геометрических параметров порового пространства, пористости и теплопроводности матрицы. Форма трещин и пор, от которых зависит величина g в уравнении (3), моделируется эллипсоидами вращения, которые характеризуются аспектным отношением. В этом случае удобно пользоваться фактором деполяризации D, который связан с аспектным отношением согласно формуле D = 1 D 3 2

Figure 00000022
. Для вытянутых эллипсоидов с аспектным отношением κ, большим 1, имеет место соотношение D 3 = ( 1 e 2 ) A r t h ( e ) e e 3
Figure 00000023
, e = к 2 1 к 2
Figure 00000024
, а для сплюснутых эллипсоидов с аспектным отношением κ, меньшим или равным 1, D 3 = ( 1 + e 2 ) e a r c t g ( e ) e 3
Figure 00000025
, e = [ 1 к 2 к 2 ] 1 / 2
Figure 00000026
. Распределение объема трещин и пор по фактору деполяризации описывается двупараметрическим Бэта-распределением Р ( F ) = Г ( α + β ) Г ( α ) Г ( β ) F α 1 ( 1 F ) β 1
Figure 00000027
, где I - гамма-функция. Параметры Бета-распределения и неотрицательны и считаются неизвестными. Поскольку порода изотропная, то ориентация трещин и пор считается хаотической.As an example of the implementation of the invention, in accordance with this, we consider the case when determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix should be performed on a sample of a carbonate reservoir with a diameter of 5 cm and a length of 5 cm. Water and oil were chosen as saturating fluids, whose thermal conductivity is 0.6 and 0.12 W / ( mK). Five mixtures of these fluids were prepared in the water / oil ratio, with values of 0.9 / 0.1 (mixture 1), 0.6 / 0.4 (mixture 2), 0.4 / 0.6 (mixture 3), 0.2 / 0.8 (mixture 4) and 0.0 / 1.0 (mixture 5). The thermal conductivity of the mixtures of two fluids is measured by the linear source method and according to the measurement results is 0.50, 0.30, 0.22, 0.15 and 0.12 W / (m · K) for mixtures 1-5, respectively. The difference in thermal conductivity of the mixtures is more than 15%, which exceeds the accuracy of the linear source method (10%). The sample is sequentially saturated under vacuum of each of these mixtures. The vacuum unit is used to completely saturate related cracks and pores with water. After each saturation, the thermal conductivity of the fluid-saturated sample is measured by optical scanning. After each measurement of thermal conductivity, the sample is extracted (to remove oil) and dried to 105 ° C. Then the following mixture is saturated. The measured thermal conductivity of a sample saturated with mixtures 1–5 is 2.19, 2.04, 1.93, 1.83, and 1.77 W / (m · K), respectively. The difference in thermal conductivity of a sample saturated with various mixtures exceeds the accuracy of the linear source method (2-3%). The obtained values of thermal conductivity are used to determine the geometric parameters of the pore space, porosity and thermal conductivity of the matrix. The shape of the cracks and pores, on which the g value in equation (3) depends, is modeled by rotation ellipsoids, which are characterized by an aspect ratio. In this case, it is convenient to use the depolarization factor D, which is associated with the aspect ratio according to the formula D = one - D 3 2
Figure 00000022
. For elongated ellipsoids with an aspect ratio κ greater than 1, the relation D 3 = ( one - e 2 ) A r t h ( e ) - e e 3
Figure 00000023
, e = to 2 - one to 2
Figure 00000024
, and for flattened ellipsoids with an aspect ratio κ less than or equal to 1, D 3 = ( one + e 2 ) e - a r c t g ( e ) e 3
Figure 00000025
, e = [ one - to 2 to 2 ] one / 2
Figure 00000026
. The distribution of the volume of cracks and pores by the depolarization factor is described by a two-parameter Beta distribution R ( F ) = G ( α + β ) G ( α ) G ( β ) F α - one ( one - F ) β - one
Figure 00000027
where I is the gamma function. Beta distribution parameters are both non-negative and considered unknown. Since the rock is isotropic, the orientation of cracks and pores is considered chaotic.

Неизвестными величинами, входящими в формулу (2), являются два параметра Бэта-распределения, теплопроводность матрицы и открытая пористость. Для нахождения решения задаются области возможных изменений каждой из неизвестных величин. Для каждого из параметров Бэта-распределения такой областью изменения является интервал [0,0001; 100]. Для данного образца диапазон изменения пористости выбирается равным 15-25%, основываясь на каротажных данных о пористости для интервала глубин, с которых образец был извлечен. Матричная теплопроводность отлична от теплопроводности, определенной по минеральному составу, поскольку карбонатный коллектор может содержать изолированные поры, а также остатки органического вещества и капиллярную воду. Изменение матричной теплопроводности задается в диапазоне ее возможных значений 2.5-3.5 Вт/(м·К). Неизвестные параметры Бэта-распределения, теплопроводность матрицы и открытая пористость определяются путем минимизации суммы относительных невязок теоретических и экспериментальных значений теплопроводности, полученных для каждого насыщающего флюида. Для минимизации используется версия метода деформируемого многогранника, позволяющая учитывать область возможных изменений искомых параметров. На фиг.1 показано распределения объема пустот по аспектным отношениям, построенное по найденным значениям параметров Бэта-распределения. Найденное значение матричной теплопроводности равно 2.96 Вт/(м·К), а открытой пористости 20%. Найденное значение открытой пористости совпадает со значением пористости, которое было измерено затем для этого образца по методу Архимеда для тестирования предложенного способа.The unknown quantities included in formula (2) are two Beta distribution parameters, matrix thermal conductivity, and open porosity. To find a solution, the areas of possible changes of each of the unknown quantities are set. For each of the Beta distribution parameters, this range of change is the interval [0.0001; one hundred]. For this sample, the range of variation in porosity is selected equal to 15-25%, based on the log data on porosity for the interval of depths from which the sample was extracted. Matrix thermal conductivity is different from thermal conductivity determined by the mineral composition, since the carbonate reservoir may contain isolated pores, as well as residues of organic matter and capillary water. The change in the matrix thermal conductivity is set in the range of its possible values of 2.5-3.5 W / (m · K). The unknown Beta distribution parameters, matrix thermal conductivity, and open porosity are determined by minimizing the sum of the relative residuals of the theoretical and experimental thermal conductivities obtained for each saturating fluid. To minimize, a version of the deformable polyhedron method is used, which allows one to take into account the range of possible changes in the desired parameters. Figure 1 shows the distribution of the volume of voids in aspect ratio, built on the found values of the Beta distribution parameters. The found value of the matrix thermal conductivity is 2.96 W / (m · K), and the open porosity is 20%. The found value of open porosity coincides with the value of porosity, which was then measured for this sample by the Archimedes method for testing the proposed method.

Теплопроводность смеси флюидов (например, воды и нефти) может быть рассчитана по известному методу Лихтенеккера (Lichtenecker, К. and К.Rother, "Die Herleitung des logarithmischen Mischungsgesetzes aus allgemeinen Prinzipien des stationaren StrOmung", Phys. Zeit, 1931, 32, 255-260).The thermal conductivity of a fluid mixture (e.g., water and oil) can be calculated using the well-known Lichtenecker method (Lichtenecker, K. and K. Rother, Die Herleitung des logarithmischen Mischungsgesetzes aus allgemeinen Prinzipien des stationaren StrOmung, Phys. Zeit, 1931, 32, 255 -260).

Смесь флюидов может быть изготовлена таким образом, чтобы значения теплопроводности смесей не превышали уменьшенное вдвое значение теплопроводности, рассчитанное по известным значениям теплопроводности и объемной концентрации компонент, слагающим матрицу. Для расчета этого значения теплопроводности используют известный метод Лихтенеккера.The fluid mixture can be made in such a way that the thermal conductivity of the mixtures does not exceed twice the thermal conductivity calculated by the known values of thermal conductivity and volume concentration of the components composing the matrix. To calculate this value of thermal conductivity, the well-known Lichtenekker method is used.

При использовании воздуха в качестве одного из исходных флюидов может быть изготовлено несколько смесей путем изменения влажности воздуха таким образом, чтобы значения теплопроводности смесей отличались не менее, чем на 10%.When using air as one of the initial fluids, several mixtures can be made by changing the air humidity so that the thermal conductivity of the mixtures differs by no less than 10%.

Предварительно т значение теплопроводности матрицы может быть оценено по известным значениям теплопроводности и объемной концентрации компонент, слагающим матрицу. Для этого используют известный метод Лихтенекера. Затем выбирают исходные насыщающие флюиды так, что теплопроводность одного из флюидов отличается от оцененного значения теплопроводности матрицы не менее, чем на порядок, а теплопроводность второго флюида не менее, чем в пять раз. Пористость образца не менее 10%. При этом значения теплопроводности флюидов отличаются более, чем в два раза. Изготавливают одну или более смесей этих двух флюидов таким образом, что значение теплопроводности каждой смеси отличается не менее, чем на 15% от теплопроводности любой другой смеси и чистых флюидов. Это значение превышает точность измерения теплопроводности флюидов методом линейного источника (10%). При этом теплопроводность каждой смеси отличается не менее, чем в два раза от оцененного значения теплопроводности матрицы. Такая контрастность свойств насыщающих флюидов и их смесей обеспечивает отличие значений теплопроводности образца пористого материала, насыщенного каждым флюидом и их смесью или смесями, заведомо превышающее точность измерений теплопроводности методом оптического сканирования (2-3%), который используют для измерения теплопроводности насыщенного образца пористого материала. Значимое различие значений теплопроводности образца пористого материала, насыщенного каждым флюидом и их смесью или смесями, приводит к устойчивому решению обратной задачи по определению характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала.Preliminarily, the value of the thermal conductivity of the matrix can be estimated from the known values of the thermal conductivity and volume concentration of the components composing the matrix. For this, the well-known Lichteneker method is used. Then, the initial saturating fluids are selected so that the thermal conductivity of one of the fluids differs from the estimated value of the thermal conductivity of the matrix by at least an order of magnitude, and the thermal conductivity of the second fluid is not less than five times. The porosity of the sample is not less than 10%. In this case, the thermal conductivity of the fluids differs by more than two times. One or more mixtures of these two fluids are made in such a way that the thermal conductivity of each mixture differs by no less than 15% from the thermal conductivity of any other mixture and pure fluids. This value exceeds the accuracy of measuring the thermal conductivity of fluids by the linear source method (10%). Moreover, the thermal conductivity of each mixture differs no less than two times from the estimated value of the thermal conductivity of the matrix. Such a contrast of the properties of saturating fluids and their mixtures provides a difference in the thermal conductivity of a sample of a porous material saturated with each fluid and their mixture or mixtures, obviously exceeding the accuracy of thermal conductivity measurements by optical scanning (2-3%), which is used to measure the thermal conductivity of a saturated sample of a porous material. A significant difference in the thermal conductivity of a sample of a porous material saturated with each fluid and their mixture or mixtures leads to a stable solution of the inverse problem of determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of a sample of a porous material.

В качестве еще одного примера реализации изобретения рассмотрим случай, когда для образца карбонатного коллектора известна пористость. Измерения теплопроводности проводятся для того же образца и с теми же насыщающими смесями двух флюидов (воды и нефти), что и в предыдущем описании примера реализации. Теплопроводность смесей флюидов, так же, как и в предыдущем описании примера реализации, измеряется методом линейного источника. Пористость, измеренная по методу Архимеда, равняется 20%. Неизвестными величинами, входящими в формулу (2), являются два параметра Бэта-распределения и теплопроводность матрицы, которые находятся путем минимизации суммы относительных невязок теоретических и экспериментальных значений теплопроводности, полученных для каждого насыщающего флюида. Найденное значение матричной теплопроводности равно 2.98 Вт/(м·К). Распределение объема пустот по аспектным отношениям, построенное по найденным значениям параметров Бэта-распределения, показано на фиг.1б.As another example implementation of the invention, consider the case where porosity is known for a carbonate reservoir sample. Thermal conductivity measurements are carried out for the same sample and with the same saturating mixtures of two fluids (water and oil), as in the previous description of the implementation example. The thermal conductivity of fluid mixtures, as in the previous description of the example implementation, is measured by the linear source method. The porosity, measured by the method of Archimedes, is 20%. The unknown quantities in formula (2) are two Beta distribution parameters and matrix thermal conductivity, which are found by minimizing the sum of the relative discrepancies of the theoretical and experimental thermal conductivities obtained for each saturating fluid. The found value of the matrix thermal conductivity is 2.98 W / (m · K). The distribution of the void volume by aspect ratios, constructed from the found values of the Beta distribution parameters, is shown in Fig. 1b.

В дополнении к теплопроводности могут быть измерены, например, продольная и поперечная скорости упругих волн и электропроводность образца. Измеренные значения используют в совокупности для определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы.In addition to thermal conductivity, for example, the longitudinal and transverse velocities of elastic waves and the electrical conductivity of a sample can be measured. The measured values are used together to determine the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix.

Claims (14)

1. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов, в соответствии с которым поочередно насыщают образец пористого материала по меньшей мере двумя флюидами с разной известной теплопроводностью, причем в качестве по меньшей мере одного насыщающего флюида используют смесь флюидов из по меньшей мере двух флюидов с разной известной теплопроводностью, после каждого насыщения образца измеряют теплопроводность насыщенного образца пористого материала, определяют характеристики порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористого материала с учетом результатов измерений теплопроводности.1. A method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of a matrix of samples of porous materials, according to which the porous material sample is alternately saturated with at least two fluids with different known thermal conductivities, wherein at least one saturating fluid uses a mixture of fluids of at least two fluids with different known thermal conductivity, after each saturation of the sample, the thermal conductivity of the saturated sample of the porous material is measured, the characteristics and pore space and the thermal conductivity of the porous matrix material sample taking into account the thermal conductivity measurements. 2. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.1, в соответствии с которым характеристики порового пространства включают в себя пористость и геометрические параметры порового пространства.2. The method of determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 1, according to which the characteristics of the pore space include porosity and geometric parameters of the pore space. 3. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.1, в соответствии с которым предварительно определяют пористость образцов пористых материалов.3. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 1, in accordance with which the porosity of the samples of porous materials is preliminarily determined. 4. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.1, в соответствии с которым предварительно определяют теплопроводность смеси флюидов по известным значениям теплопроводности каждого из смешиваемых флюидов и пропорции объемов или масс смешиваемых флюидов.4. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 1, in accordance with which the thermal conductivity of the fluid mixture is preliminarily determined from the known thermal conductivity of each of the mixed fluids and the proportion of volumes or masses of the mixed fluids. 5. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.1, в соответствии с которым предварительно определяют теплопроводность смеси флюидов путем измерения теплопроводности смеси после смешивания флюидов.5. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 1, in accordance with which the thermal conductivity of the fluid mixture is preliminarily determined by measuring the thermal conductivity of the mixture after mixing the fluids. 6. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.1, в соответствии с которым для смеси флюидов заранее задают значение теплопроводности или диапазон теплопроводности приготавливаемой смеси.6. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 1, according to which for the fluid mixture, the thermal conductivity value or the thermal conductivity range of the prepared mixture is pre-set. 7. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы пористых материалов по п.1, в соответствии с которым в качестве флюидов используют нефть и воду.7. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of porous materials according to claim 1, according to which oil and water are used as fluids. 8. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.1, в соответствии с которым в качестве по меньшей мере одного из флюидов смеси используют газ с известной теплопроводностью.8. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 1, according to which, at least one of the fluids of the mixture uses a gas with known thermal conductivity. 9. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.8, в соответствии с которым при использовании по меньшей мере двух смесей флюидов, содержащих газ с известной теплопроводностью, разную теплопроводность смесей обеспечивают путем использования одного и того же газа с разной влажностью.9. The method of determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 8, according to which, when using at least two fluid mixtures containing gas with known thermal conductivity, different thermal conductivity of the mixtures is achieved by using the same gas with different humidity. 10. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.8 или 9, в соответствии с которым в качестве газа с известной теплопроводностью используют воздух.10. A method for determining the characteristics of pore space and thermal conductivity of a matrix of samples of porous materials according to claim 8 or 9, according to which air is used as a gas with known thermal conductivity. 11. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.1, в соответствии с которым предварительно определяют необходимые значения теплопроводности флюидов, число приготавливаемых смесей флюидов и значения теплопроводности приготавливаемых смесей флюидов.11. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 1, according to which the necessary values of the thermal conductivity of the fluids, the number of prepared fluid mixtures and the thermal conductivity of the prepared fluid mixtures are preliminarily determined. 12. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.1, в соответствии с которым после каждого насыщения образца пористого материала измеряют по меньшей мере одно дополнительное физическое свойство образца, а результаты определения дополнительного физического свойства образца пористого материала используют вместе с результатами определения теплопроводности образца пористого материала для определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образца пористых материалов.12. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 1, according to which after each saturation of the sample of porous material, at least one additional physical property of the sample is measured, and the results of determining the additional physical property of the sample of porous material are used together with the results of determining the thermal conductivity of a sample of a porous material to determine the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix sample of porous materials. 13. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.12, в соответствии с которым дополнительно определяемым физическим свойством образца пористого материала является по меньшей мере одно свойство из следующей группы: скорости упругих волн, электропроводимость, проницаемость, плотность, объемная теплоемкость.13. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to item 12, according to which the additionally determined physical property of the sample of porous material is at least one property from the following group: elastic wave velocity, electrical conductivity, permeability, density, bulk heat capacity. 14. Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы образцов пористых материалов по п.1, в соответствии с которым теплопроводность насыщенного образца определяют методом оптического сканирования. 14. The method for determining the characteristics of the pore space and thermal conductivity of the matrix of samples of porous materials according to claim 1, according to which the thermal conductivity of a saturated sample is determined by optical scanning.
RU2012114703/28A 2012-04-13 2012-04-13 Method of determining characteristics of pore volume and thermal conductivity of matrix of porous materials RU2492456C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114703/28A RU2492456C1 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Method of determining characteristics of pore volume and thermal conductivity of matrix of porous materials
PCT/RU2013/000315 WO2013154469A2 (en) 2012-04-13 2013-04-12 Method for determining the pore-volume and thermal-conductivity characteristics of a matrix of porous materials
US14/394,238 US9835537B2 (en) 2012-04-13 2013-04-12 Method for determining pore space parameters and a thermal conductivity of a matrix of porous materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114703/28A RU2492456C1 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Method of determining characteristics of pore volume and thermal conductivity of matrix of porous materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2492456C1 true RU2492456C1 (en) 2013-09-10

Family

ID=49164980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012114703/28A RU2492456C1 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Method of determining characteristics of pore volume and thermal conductivity of matrix of porous materials

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9835537B2 (en)
RU (1) RU2492456C1 (en)
WO (1) WO2013154469A2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712282C1 (en) * 2019-03-05 2020-01-28 Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" Method of determining heat conductivity of particles of solid materials at high temperatures
RU2713184C1 (en) * 2019-02-05 2020-02-04 Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" Method of determining thermal properties of particles of solid materials
CN114295674A (en) * 2022-01-07 2022-04-08 东北石油大学 Method for determining in-situ thermal conductivity in sedimentary basin

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091600A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method for determining the thermal conductivity of an impregnated porous medium
MX2011001035A (en) * 2011-01-27 2012-07-27 Mexicano Inst Petrol Procedure for the determination of effective and total porosity of carbonated sedimentary rocks, and morphology characterization of their micro and nanopores.
CN108760800B (en) * 2018-05-09 2021-07-16 河南工业大学 Method for calculating equivalent thermal conductivity of hollow glass beads
CN113075250B (en) * 2021-01-11 2022-12-09 太原碧蓝水利工程设计股份有限公司 Normal temperature heat conductivity coefficient prediction model

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1797026A1 (en) * 1991-03-04 1993-02-23 Univ Kazansk Method of determining thermophysical properties of capillary-porous media under filtration conditions
US20080202220A1 (en) * 2005-02-02 2008-08-28 Plantcare Ag Device For Measuring Thermal Properties in a Medium and Method For Determining the Moisture Content in the Medium
RU2334977C2 (en) * 2006-06-15 2008-09-27 Институт мерзлотоведения СО РАН Method of nondestructive measurement of thermalphysic properties of rocks at well cores

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5159569A (en) 1990-11-19 1992-10-27 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Formation evaluation from thermal properties
WO2012091600A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method for determining the thermal conductivity of an impregnated porous medium
WO2014003597A1 (en) * 2012-06-26 2014-01-03 Schlumberger, Holding Limited A method for determining pore volume characteristics and porous materials' matrix thermal conductivity
US20150010037A1 (en) * 2013-07-05 2015-01-08 Kambiz Vafai Restrictions on the validity of thermal conditions at a porous fluid interface and its applications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1797026A1 (en) * 1991-03-04 1993-02-23 Univ Kazansk Method of determining thermophysical properties of capillary-porous media under filtration conditions
US20080202220A1 (en) * 2005-02-02 2008-08-28 Plantcare Ag Device For Measuring Thermal Properties in a Medium and Method For Determining the Moisture Content in the Medium
RU2334977C2 (en) * 2006-06-15 2008-09-27 Институт мерзлотоведения СО РАН Method of nondestructive measurement of thermalphysic properties of rocks at well cores

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Новиков С.В. Тепловые свойства терригенных коллекторов и насыщающих флюидов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2009 г., с.12-13, 19. Попов Ю., Пименов В., Тертычный В. Достижения в области геотермических исследований нефтегазовых месторождений. - Нефтегазовое обозрение, весна 2001, с.7-9. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713184C1 (en) * 2019-02-05 2020-02-04 Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" Method of determining thermal properties of particles of solid materials
RU2712282C1 (en) * 2019-03-05 2020-01-28 Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" Method of determining heat conductivity of particles of solid materials at high temperatures
CN114295674A (en) * 2022-01-07 2022-04-08 东北石油大学 Method for determining in-situ thermal conductivity in sedimentary basin
CN114295674B (en) * 2022-01-07 2022-07-01 东北石油大学 Method for determining in-situ thermal conductivity in sedimentary basin

Also Published As

Publication number Publication date
US20150049784A1 (en) 2015-02-19
US9835537B2 (en) 2017-12-05
WO2013154469A2 (en) 2013-10-17
WO2013154469A3 (en) 2014-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2492456C1 (en) Method of determining characteristics of pore volume and thermal conductivity of matrix of porous materials
Riche et al. Thermal conductivity of snow measured by three independent methods and anisotropy considerations
Wyllie et al. Fluid flow through unconsolidated porous aggregates
Pavlík et al. Application of effective media theory for determination of thermal properties of hollow bricks as a function of moisture content
Maček et al. A comparison of methods used to characterize the soil specific surface area of clays
Clerke Permeability, Relative Permeability, Microscopic Displacement Efficiency and Pore Geometry of M_1 Bimodal Pore Systems in Arab D Limestone
CN103091226B (en) Device and method for detecting porosity of saturated soil
Chen et al. Differences in the fluid characteristics between spontaneous imbibition and drainage in tight sandstone cores from nuclear magnetic resonance
Camuffo et al. Towards standardisation of moisture content measurement in cultural heritage materials
Cardoso et al. Study of the electrical resistivity of compacted kaolin based on water potential
Kodešová et al. Comparison of two sensors ECH2O EC-5 and SM200 for measuring soil water content
RU2654832C1 (en) Method for determining the content of unfrozen water in frozen soils
US9989485B2 (en) Method for determining pore volume characteristics and porous materials' matrix thermal conductivity
Amalokwu et al. Modelling ultrasonic laboratory measurements of the saturation dependence of elastic modulus: new insights and implications for wave propagation mechanisms
López et al. Inter-laboratory variability results of porous building materials hygrothermal properties
Rijfkogel et al. Clarifying pore diameter, pore width, and their relationship through pressure measurements: A critical study
Hassine et al. Use of electrical resistance measurement to assess the water saturation profile in porous limestones during capillary imbibition
Chilingar et al. Relationship between porosity, permeability, and surface areas of sediments
RU2478196C1 (en) Method for determining air content in frozen soil
CN105547959A (en) Analysis method of natural gas storage and collection capability of matrix pores in dense bedrock
Leong et al. Accuracy of suction measurement
Such et al. The influence of reservoir conditions on filtration parameters of shale rocks
Milsch et al. The relationship between hydraulic and electrical transport properties in sandstones: An experimental evaluation of several scaling models
Mantri et al. Evaluating performance of a chilled mirror device for soil total suction measurements
Shen et al. Laboratory research of soil water characteristic curve by osmotic method and filter paper method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200414